CN108286060A - 一种阴极电流异常检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阴极电流异常检测方法及系统，该方法包括根据获取的不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据，计算阴极板正常工作时的平均电流和标准差；获取待检测阴极板的电流；判断待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，第一电流判断值为平均电流与3倍的标准差的和；若否，则确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；若是，则确定所述待检测阴极板的电流发生异常。因此，采用本发明提供的方法或系统，能够及时发现阴极板电流是否异常，避免阴极板电流效率损失和阴极烧板现象产生，提高电解电流效率和产品质量，减轻现场操作人员的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及电解精炼生成领域，特别涉及一种阴极电流异常检测方法及系统。
背景技术
电解精炼是金属铜生产过程中的关键环节之一，其过程为首先采用火法还原法得到纯度为99％左右的粗铜，然后将粗铜在硫酸铜水溶液中进行电解，阴极上获得99.99％以上纯度的精铜，阳极上获取粗铜中的金、银、铂等贵金属，在后续工序中进行进一步的分离与提取。
由于电解精炼中电解槽的阴极、阳极的极距小、面积大，在操作过程中阴极板稍有形变或者添加剂比例失调，就会导致阴极局部电流增大，在阴极板上形成结粒或凸瘤。长时间工作后阴极板上的结粒或凸瘤就会长大，然后就会引起阴极、阳极短路，形成阴极烧板现象，影响产品质量并降低电流效率。
另外，现有技术中普遍采用向阴极板的导电端洒水的方式来消除阴极烧板现象。但是通过采用光纤电流传感器对阴极板电流大小进行系统测量时发现用洒水方法进行消除阴极烧板现象时，阴极电流已经达到1000～1500A，此时阴极板的电流效率损失已经达到2％～4％，影响电解电流效率。实际上，在平均电流为500A的电解槽中，当阴极板的电流达到600A、700A时，阴极板上已经形成了比较明显的结粒和凸瘤。因为结粒和凸瘤的形成也导致的阴极板电流的增加，也属于阴极板电流效率的损失，所以这些生成的结粒或凸瘤，必须清除。
因此，若能及时发现阴极板的电流异常，并对相应的阴极板进行处理，显然可以避免阴极板电流效率的损失和阴极烧板现象的产生，特别是避免后续的阴极板电流达到1000A以上，提高电解电流效率以及产品质量。
发明内容
本发明目的是针对当前检测阴极烧板方式存在滞后、导致电流效率损失巨大、产品质量差的状况，而提供的一种阴极电流异常检测方法及系统，能够及时发现阴极板电流异常，提高电解电流效率和产品质量，并能够减轻现场操作人员的劳动强度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种阴极电流异常检测方法，所述阴极电流异常检测方法包括：
获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据；
根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差；
获取待检测阴极板的电流；
判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和；
若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；
若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
可选的，所述确定所述待检测阴极板的电流发生异常之后，还包括：
确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和；
判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值，则输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查所述待检测阴极板；
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值，则判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值，则输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查所述待检测阴极板；
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第三电流判断值，则输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查所述待检测阴极板。
可选的，所述根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差，具体包括：
根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
可选的，所述获取待检测阴极板的电流，具体包括：
在电解精炼生产过程中采用电流传感器对待检测阴极板的电流进行测量，确定待检测阴极板的电流。
本发明还提供了一种阴极电流异常检测系统，所述阴极电流异常检测系统包括：
电流分布数据获取模块，用于获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据；
平均电流和标准差计算模块，用于根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差；
待检测阴极板电流获取模块，用于获取待检测阴极板的电流；
第一判断结果得到模块，用于判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和；
待检测阴极板电流未发生异常确定模块，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；
待检测阴极板电流发生异常确定模块，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
可选的，所述阴极电流异常检测系统还包括：
第二电流判断值和第三电流判断值确定模块，用于确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和；
第二判断结果得到模块，用于判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果；
一级警告输出模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值时，输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查所述待检测阴极板；
第三判断结果得到模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值时，判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果；
二级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值时，输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查所述待检测阴极板；
三级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第三电流判断值时，输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查处理所述待检测阴极板。
可选的，所述平均电流和标准差计算模块，具体包括：
平均电流和标准差计算单元，用于根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种阴极电流异常检测方法及系统，该方法包括：获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据；根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差；获取待检测阴极板的电流；判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和；若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流不大于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流发生异常。因此，采用本发明提供的方法或系统，能够及时发现阴极板电流是否异常，避免阴极板电流效率损失和阴极烧板现象产生，提高电解电流效率和产品质量，减轻现场操作人员的劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例阴极电流异常检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例阴极电流异常检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明目的是针对当前检测阴极烧板方式存在滞后、导致电流效率损失巨大、产品质量差的状况，而提供的一种阴极电流异常检测方法及系统，能够及时发现阴极板电流异常，提高电解电流效率和产品质量，并能够减轻现场操作人员的劳动强度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例阴极电流异常检测方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供的阴极电流异常检测方法具体包括以下步骤：
步骤101：获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据。
步骤102：根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
步骤103：获取待检测阴极板的电流。
步骤104：判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和。
若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值，则执行步骤105；若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值，则执行步骤106。
步骤105：确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；
步骤106：确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
另外，在执行步骤106之后，本发明提供的阴极电流异常检测方法还包括：
确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和。
判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果。
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值，则输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查处理所述待检测阴极板。
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值，则判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果。
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值，则输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查处理所述待检测阴极板。
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第三电流判断值，则输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查处理所述待检测阴极板。
其中，步骤102具体包括：根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
步骤103具体包括：在电解精炼生产过程中采用电流传感器对待检测阴极板的电流进行测量，确定待检测阴极板的电流。
实施案例一：基于经验判断的阴极板电流异常处理
第一步：利用电流传感器，如光纤电流传感器或霍尔电流传感器，在电解槽上逐个测量电解槽中每个阴极板的电流。
第二步：将每个测得的阴极板的电流与阴极板正常工作时的平均电流进行比较计算。
第三步：当某个阴极板的电流超过平均电流的20％，就需要工作人员及时检查处理该阴极板；超过40％，尽快检查处理该阴极板；超过100％以上，立即检查处理该阴极板。
实施案例二：基于统计分析的阴极板电流异常处理
第一步：利用电流传感器，如光纤电流传感器或霍尔电流传感器，在电解槽上逐个测量电解槽每个阴极板的电流。
第二步：将测量得到的5个以上的阴极板的电流分布正常的电流数据进行统计，计算阴极板正常工作时的平均电流与标准差。
根据以下式子计算阴极板正常工作时的平均电流：
根据以下式子计算阴极板正常工作时的标准差：
其中，n表示电解槽中阴极板的个数；Ii表示第i个阴极板的电流。
第三步：将计算得到的标准差作为该电解槽中阴极板电流异常的判据。
第四步：每个测得的阴极板电流与标准差进行比较计算，当某个阴极板电流与平均电流的差超过3倍的标准差时，就需要工作人员及时检查处理该阴极板；当某个阴极板电流与平均电流的差超过6倍的标准差时，尽快检查处理该阴极板；当某个阴极板电流与平均电流的差超过10倍的标准差时，立即检查处理该阴极板。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种阴极电流异常检测系统。
图2为本发明实施例阴极电流异常检测系统的结构示意图，如图2所示，本发明提供的所述阴极电流异常检测系统包括：
电流分布数据获取模块201，用于获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据。
平均电流和标准差计算模块202，用于根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
待检测阴极板电流获取模块203，用于获取待检测阴极板的电流。
第一判断结果得到模块204，用于判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和。
待检测阴极板电流未发生异常确定模块205，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流未发生异常。
待检测阴极板电流发生异常确定模块206，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
本发明提供的所述阴极电流异常检测系统还包括：
第二电流判断值和第三电流判断值确定模块，用于确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和。
第二判断结果得到模块，用于判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果。
一级警告输出模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值时，输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查所述待检测阴极板。
第三判断结果得到模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值时，判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果。
二级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值时，输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查所述待检测阴极板。
三级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第三电流判断值时，输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查处理所述待检测阴极板。
其中，所述平均电流和标准差计算模块102具体包括：
平均电流和标准差计算单元，用于根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
因此，采用本发明提供的阴极电流异常检测方法或阴极电流异常检测系统，能够及时发现阴极板电流是否异常，避免阴极板电流效率损失和阴极烧板现象产生，提高电解电流效率和产品质量，减轻现场操作人员的劳动强度
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种阴极电流异常检测方法，其特征在于，所述阴极电流异常检测方法包括：
获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据；
根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差；
获取待检测阴极板的电流；
判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和；
若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；
若所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值，则确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
2.根据权利要求1所述的阴极电流异常检测方法，其特征在于，所述确定所述待检测阴极板的电流发生异常之后，还包括：
确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和；
判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值，则输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查所述待检测阴极板；
若所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值，则判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果；
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值，则输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查所述待检测阴极板；
若所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第三电流判断值，则输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查所述待检测阴极板。
3.根据权利要求1所述的阴极电流异常检测方法，其特征在于，所述根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差，具体包括：
根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
4.根据权利要求1所述的阴极电流异常检测方法，其特征在于，所述获取待检测阴极板的电流，具体包括：
在电解精炼生产过程中采用电流传感器对待检测阴极板的电流进行测量，确定待检测阴极板的电流。
5.一种阴极电流异常检测系统，其特征在于，所述阴极电流异常检测系统包括：
电流分布数据获取模块，用于获取不同工作周期的阴极板正常工作时的电流分布数据；
平均电流和标准差计算模块，用于根据所述电流分布数据，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差；
待检测阴极板电流获取模块，用于获取待检测阴极板的电流；
第一判断结果得到模块，用于判断所述待检测阴极板的电流是否大于第一电流判断值，得到第一判断结果；所述第一电流判断值为所述平均电流与3倍的所述标准差的和；
待检测阴极板电流未发生异常确定模块，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于或者等于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流未发生异常；
待检测阴极板电流发生异常确定模块，用于当所述第一判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于所述第一电流判断值时，确定所述待检测阴极板的电流发生异常。
6.根据权利要求5所述的阴极电流异常检测系统，其特征在于，所述阴极电流异常检测系统还包括：
第二电流判断值和第三电流判断值确定模块，用于确定第二电流判断值和第三电流判断值；所述第二电流判断值为所述平均电流与6倍的所述标准差的和；所述第三电流判断值为所述平均电流与10倍的所述标准差的和；
第二判断结果得到模块，用于判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述所述第二电流判断值，得到第二判断结果；
一级警告输出模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第二电流判断值时，输出一级警告；所述一级警告用于提醒工作人员及时检查所述待检测阴极板；
第三判断结果得到模块，用于当所述第二判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第二电流判断值时，判断所述待检测阴极板的电流是否小于所述第三电流判断值，得到第三判断结果；
二级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流小于所述第三电流判断值时，输出二级警告；所述二级警告用于提醒工作人员尽快检查所述待检测阴极板；
三级警告输出模块，用于当所述第三判断结果表示所述待检测阴极板的电流大于或者等于所述第三电流判断值时，输出三级警告；所述三级警告用于提醒工作人员立即检查处理所述待检测阴极板。
7.根据权利要求5所述的阴极电流异常检测系统，其特征在于，所述平均电流和标准差计算模块，具体包括：
平均电流和标准差计算单元，用于根据所述电流分布数据，利用正态分布统计法，计算所述阴极板正常工作时的平均电流和标准差。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109457276A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-03-12 | 北方工业大学 | 一种电极短路检测方法及系统 |
| CN112157658A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-01 | 广州高新兴机器人有限公司 | 一种机器人电源电流阈值获取和异常处理方法 |
| CN117587459A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-02-23 | 广东卡沃罗氢科技有限公司 | 制氢电解槽工作状态监测方法、系统、设备及存储介质 |
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| CN103628095A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-12 | 湖北迅迪科技有限公司 | 一种铝电解槽阴极电流在线监测装置 |
| CN104831317A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-12 | 北方工业大学 | 一种铝电解槽阳极电流异常判断方法 |
-
2018
- 2018-01-30 CN CN201810088707.0A patent/CN108286060A/zh active Pending
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